Návrh a sestavení multifunkčního panelu pro výukové a demonstrační účely

Design of a multifunctional panel for teaching and demonstration purposes

souhrnná výzkumná zpráva - smluv. výzkum

čeština

Projekt byl zaměřen na návrh multifunkčního panelu pro výukové a demonstrační účely. Na základě požadavků firmy byl zhotoven ukázkový panel prezentujícího funkční schopnosti ochranných přístrojů v rezidenčních aplikacích. Byly zvoleny tři druhy poruch, které panel simuluje: zkrat, nebezpečný dotyk a sériový poruchový oblouk. Princip simulace zkratu spočívá v nuceném vybavení zkratové spouště nadproudových přístrojů v ukázkové linii pomocí zkratování pracovních vodičů na konci linie a připojení snižujícího síťového transformátoru na vstup obvodu. Sekundární napětí transformátoru bylo nastaveno tak, aby vzniklý proud dosahoval hodnoty ideálně 55 A, což je v úseku okamžité zkratové spouště vypínací charakteristiky jističe B10 podle ČSN EN 60898. Pro snadnou obsluhu byl panel vybaven řídícím PLC modulem se vzdáleným displejem. Silové obvody byly vybaveny stykači pro přemostění vybavených přístrojů v ukázkové linii, stykači pro spínání poruch a pomocnými stykači napájení a zátěže. Ovládání stykačů je zajištěno řídícím PLC, které zpracovává povely z ovládacích prvků na čelní straně panelu. Kvůli prezentačním účelům byly navrženy signalizační LED pásky ukazující cestu proudu. Spínání pásků zajišťuje vyvinutý elektronický obvod s logickými obvody v provedení SMD. Pro potřeby panelu je vyvinut generátor sériového oblouku s důrazem na snadnou manipulaci a bezúdržbovost. Je popsáno technické řešení pro bezpečnou simulaci poruch na panelu a konstrukce jednotlivých funkčních součástí prezentačního panelu.

The project was focused on the design of a multifunctional panel for teaching and demonstration purposes. Based on the company's requirements, a sample panel was made presenting the functional capabilities of protective devices in residential applications. Three types of faults were selected, which the panel simulates: a short circuit, a dangerous touch and a series fault arc. The principle of short-circuit simulation consists in forcibly equipping the short-circuit release of overcurrent devices in the demonstration line by short-circuiting the working wires at the end of the line and connecting the step-down mains transformer to the input of the circuit. The secondary voltage of the transformer was set so that the generated current reached an ideal value of 55 A, which is in the instantaneous short-circuit trip of the tripping characteristic of the B10 circuit breaker according to ČSN EN 60898. For easy operation, the panel was equipped with a PLC control module with remote display. The power circuits were equipped with contactors for bridging the equipped devices in the demonstration line, contactors for switching faults and auxiliary contactors for power supply and load. The control of the contactors is provided by a control PLC, which processes commands from the control elements on the front of the panel. For presentation purposes, signaling LED strips showing the current path have been designed. The switching of the tapes is ensured by the developed electronic circuit with logic circuits in the SMD design. A serial arc generator is developed for the needs of the panel with an emphasis on easy handling and maintenance-free operation. The technical solution for safe simulation of faults on the panel and the construction of individual functional components of the presentation panel are described.

Elektrický oblouk, simulace poruch v síti nn, prezentační panel, vznik obloukových poruch v síti nn, AFDD, proudový chránič, jistič, kombinovaný chráničo-jistič, jiskřiště, generátor oblouku.

Electric arc, simulation of LV network faults, demonstration panel, creation of LV network arc-faults, AFDD, residual current device, miniature circuit breaker, residual-current circuit breaker with overcurrent protection, spark gap, electric arc generator

KADLEC, R.; PALA, L.

14. 10. 2019

Ústav teoretické a experimentální elektrotechniky FEKT VUT BRNO

BRNO

1

2

2